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现代食品科技 Modern Food Science and Technology Vol.21 No.4(总总 86) 57 嗜酸乳杆菌发酵大豆酸凝乳的研究 杜林,马敬婷 (仲恺农业技术学院食品系,广东广州 510225) 摘要:本文研究了嗜酸乳杆菌在豆乳中的生长情况,考察了温度、接种量、木瓜汁添加、嗜酸乳杆菌与植物乳杆菌复配比例对 发酵的影响,最后根据发酵豆乳的感官指标,确定了嗜酸乳杆菌发酵豆乳的最佳工艺。结果表明,发酵温度为 39、接种量为 6% 、 木瓜汁添加量为 10% 、嗜酸乳杆菌与植物乳杆菌配比为 1:2 是制作木瓜发酵豆乳的最佳工艺条件。产品中嗜酸乳杆菌的活菌数达 到3.0109 CFU/mL,且产品口感良好。 关键词:嗜酸乳杆菌; 豆乳; 发酵 The Study of Clotted Soybean Milk Fermented by Lactobacillus acidophilus Du Lin, Ma Jing-ting (Department of Food Science, Zhongkai Agrotechnical College, Guangzhou 510225, China) Abstract: This paper studied the growth of Lactobacillus acidophilus in the soybean milk. The influence of temperature, inoculation scale, adding amount of papaya juice and various ratio of Lactobacillus acidophilus(La) and L Plantarum( Lp) to the fermentation was examined. Then optimum processing condition of fermented papaya soybean milk was determined by the organoleptic evaluation. The result showed, temperature of 39 , 6% inoculation scale, 10% papaya juice adding and 1:2 of La: Lp ratio was the optimum processing condition of fermented papaya soybean milk. In this product the concentration of the Lactobacillus acidophilus attained 3.010 9 CFU/mL, and the taste of the product was good. Keywords: Lactobacillus acidophilus; Soybean milk; Fermentation 发酵乳以其丰富的营养和良好的风味而广受消费 者喜爱。目前发酵乳生产中最常用的保加利亚乳杆菌 和嗜热链球菌对胃液的低 pH 值和胆汁非常敏感,难 以到达肠道。嗜酸乳杆菌具有多种生理功能,在维护 肠道微生态平衡中起着重要的作用,它在代谢过程中 产生的乳酸,过氧化氢,乳酸杀菌素等能抑制肠道内 的有害菌,有防治结肠癌和降低体内胆固醇的功能1, 2 。由于嗜酸乳杆菌有优良的保健功能,同时耐酸及 胆盐的能力较强,因而被称为第三代乳酸发酵剂。但 嗜酸乳杆菌发酵牛乳的生产特性较差,凝乳时间长, 风味口感相对也有缺陷。对于嗜酸乳杆菌发酵牛乳的 研究已较多3, 4 ,而以大豆制取的豆乳成本更为低廉, 且含有促进益生菌增殖的益生因子,但对嗜酸乳杆菌 发酵豆乳进行研究者极少5。故本文通过研究嗜酸乳 杆菌在豆乳中的生长情况,探讨嗜酸乳杆菌发酵豆乳 的最佳工艺条件。 1 实验材料与方法 1.1 实验材料 1.1.1 菌种 嗜酸乳杆菌 (Lactobacillus acidophilus, La),由仲 恺农业技术学院食品微生物实验室提供。 植物乳杆菌 (Lactobacillus planatarum, Lp) , 购于 广东省微生物研究所 1.1.2 材料 大豆,木瓜:市售 1.1.3 培养基 待测样品中总菌数以 MRS 培养基计数,植物乳 杆菌菌数以山梨醇MRS 培养基计数。 1.1.4 实验仪器 生化培养箱,超净工作台,电子天平,精密 pH 计,榨汁器等。 1.2 实验方法 1.2.1 发酵豆乳的制作工艺 1.2.1.1 豆浆的制备 将大豆磨粉,按豆粉:水比例 1:10 将豆粉与水 混合, 加热至沸腾, 维持1分钟, 90水浴维持30min, 过滤备用。 现代食品科技 Modern Food Science and Technology Vol.21 No.4(总总 86) 58 1.2.1.2 发酵接种剂的制备 从斜面挑取12环嗜酸乳杆菌5mL豆浆37恒温培 养 24h挑取 12 环5mL 豆浆37恒温培养 24h接入 100mL 豆浆37恒温培养 24h种子 1.2.1.3 发酵豆乳制作工艺流程 豆浆加入 10%蔗糖配料灭菌(955min)冷却 接种发酵冷却后熟(4512h)成品 1.2.2 测定嗜酸乳杆菌在不同温度下的酸度、 pH 值变 化曲线及生长曲线 将嗜酸乳杆菌接种于豆浆中,接种量为 8%,分 别在 43、41、39、37、35培养,每隔 3h 测定一次活菌数、酸度、pH 值,共测 24h 1.2.3 最适接种量测定 分别选取接种量 2%、4%、6%、8%、10%,于 39培养, 每隔 3h 测定一次活菌数、 pH 值, 共测 12h。 1.2.4 木瓜汁添加量的选择 木瓜洗净, 切成小块后榨汁器榨汁, 灭菌 (95, 2min)。木瓜汁添加量为 0、 10%、 20%、 30%、 40%, 接种量为 8%,39培养,每隔 3h 测定一次活菌数、 PH 值,共测 12h。 1.2.5 混合菌种发酵试验 将嗜酸乳杆菌与植物乳杆菌按菌种配比为 1:1、 1:2、 1:3、 2:1、 3:1, 进行混合菌种发酵。 接种量为 8%, 培养温度为 39。每隔 3h 测定一次活菌数、PH 值, 共测 12h。 二者总菌数以 MRS 培养基计数, 植物乳杆 菌以山梨醇MRS 培养基计数, 由总菌数和植物乳杆 菌数计算出嗜酸乳杆菌数。 1.2.6 正交实验优化 选取各单因素实验中最佳的几个水平进行 L9 (34)正交实验 ,在样品凝乳后对各样品进行感官评 价。嗜酸乳杆菌计数方法同 1.2.5。 2 结果与分析 2.1 嗜酸乳杆菌在豆乳中生长的 PH、酸度变化曲线 及生长曲线(图 1、图 2、图 3) 从图 1、图 2 可以看出,在豆乳中嗜酸乳杆菌在 39下培养产酸速度最快,但与 43、41、37差 别不大,在 35培养产酸速度最慢。 从图 3 可以看出, 在豆乳中嗜酸乳杆菌在 39培 养生长速度最快,10h 内菌数即超过 1109 CFU/mL, 二十四 h 后发酵结束时活菌数超过 8109CFU/mL。 嗜 酸乳杆菌在 43、41、37时生长速度稍慢,在 35生长速度最慢。 0510152025 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 pH值 h时 间 ( ) 43 41 39 37 35 图 1 嗜酸乳杆菌在不同温度培养的豆乳 pH 变化 0510152025 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 酸 度 ( 。T) h时 间 ( ) 43 41 39 37 35 图 2 嗜酸乳杆菌在不同温度培养的豆乳酸度变化 0510152025 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10活菌 数( 7个) h时间 ( ) 43 41 39 37 35 图 3 嗜酸乳杆菌在不同温度下培养的活菌数变化 2.2 接种量的选择 表 1 为不同接种量的豆乳 pH 变化和凝固时间。 现代食品科技 Modern Food Science and Technology Vol.21 No.4(总总 86) 59 表 1 不同接种量的豆乳 pH 变化和凝固时间 pH 值 时间(h) 2% 4% 6% 8% 10% 3 5.17 5.28 5.09 4.90 4.89 6 4.29 4.24 4.22 4.19 4.16 9 4.06 4.02 4.00 4.02 4.02 12 3.89 3.88 3.86 3.87 3.84 凝固时间 6.5 6.0 4.0 3.0 3.0 由表 1 可看出, 随着接种量的增加, 嗜酸乳杆菌 的产酸速度加快,凝固时间减少。当接种量为 8%与 10%时,两者的产酸速度和凝固时间十分接近。 2.3 添加木瓜汁对活菌数的影响 木瓜以富含蛋白酶而著名,不过木瓜也含有丰富 的糖类、有机酸、氨基酸、维生素等营养成分,同时 口感清新。故在豆乳中添加木瓜汁考察其对嗜酸乳杆 菌生长的影响。 表 2 果汁添加量对嗜酸乳杆菌活菌数的影响 单位:107 CFU/mL 木瓜汁浓度 时间(h) 10% 20% 30% 40% 空白 3 345 123 20 2 24 6 537 450 48 18 78 9 830 810 460 250 101 从表 2 可看出,随着木瓜汁添加量的增加,反而 对嗜酸乳杆菌的生长产生抑制。所以木瓜汁浓度不宜 过高,以低于 30%为宜。 2.4 混合菌种发酵菌种配比的选择 植物乳杆菌也是一种益生菌, 且与其它乳酸菌的 生长有协同作用6。因此选用植物乳杆菌与嗜酸乳杆 菌共同发酵豆奶。 由表 3 可以看出, 嗜酸乳杆菌所占比例大时, 产 酸速度较快,但影响并不显著。由表 4 可以看出,植 物乳杆菌所占比例大时,对嗜酸乳杆菌的生长有明显 促进作用。 其中二者的比例为 1: 1 时嗜酸乳杆菌的繁 殖速度最快。 表3 菌种配比(嗜酸乳杆菌:植物乳杆菌)对 pH 值的影响 pH 值 时间(h) 1:1 1:2 1:3 2:1 3:1 0 5.94 5.96 5.96 5.80 5.85 3 5.33 5.50 5.52 5.28 5.15 6 4.31 4.43 4.48 4.31 4.23 9 3.96 4.04 4.08 3.98 3.93 12 3.81 3.86 3.88 3.82 3.79 表 4 菌种配比(嗜酸乳杆菌:植物乳杆菌)对活菌数的影响 嗜酸乳杆菌活菌数 (107 CFU/mL) 时间(h) 1:1 1:2 1:3 2:1 3:1 0 36 45 10 102 145 3 270 100 24 120 150 6 650 165 130 140 206 9 990 270 257 250 230 2.5 发酵工艺的正交试验优化 通过正交试验优化各工艺条件,使嗜酸乳杆菌发 酵豆乳活菌数含量较高并有良好的口感。正交实验各 因素水平的选取如表 5,结果如表 6。 表 5 正交试验中各因素与水平 A B C D 水平 温度 接种量 木瓜汁添加量 菌种配比( La:Lp) 1 37 4% 10% 1: 1 2 39 6% 20% 1: 2 3 41 8% 30% 1: 3 表 6 发酵豆乳正交试验凝固时间结果 因素 试验 号 A.温度 .B 接种量 C.木瓜汁量 D.菌种配比 凝固时 间(h) 1 1 1 1 1 4.5 2 1 2 2 2 4 3 1 3 3 3 4 4 2 1 2 3 4 5 2 2 3 1 3 6 2 3 1 2 3 7 3 1 3 2 3 8 3 2 1 3 2.5 9 3 3 2 1 3 k1 11.511.5 10.5 9.5 k2 10 10 10.5 10 k3 8.58.5 9 10 K1 3.83.8 3.5 3.2 K2 3.33.3 3.5 3.3 K3 2.82.8 3 3.3 R 1.01.0 0.5 0.1 由表 6 可以看出,温度和接种量对凝固时间的影 响同样重要,其次为木瓜汁添加量和菌种配比。 在各样品凝乳后即用感官评定法进行分析,感 官评定标准如表 7,结果如表 8。 由表 8 可以看出,影响感官评定的各个因素的主 次顺序为 CABD,即果汁添加量发酵温度接种量 现代食品科技 Modern Food Science and Technology Vol.21 No.4(总总 86) 60 菌种配比,其中果汁添加量对感官评定的影响要远远 大于其他因素, 最优水平为 A2B2C1D2。 通过验证实验 得出,发酵温度为 39,接种量为 6% ,果汁添加 量为 10% ,嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌配比为 1:2, 发酵时间为 3h 是制作木瓜发酵豆乳的最佳工艺条件, 经测定,此条件下发酵所得产品中嗜酸乳杆菌的活菌 数是 3.0109 CFU/mL。 表 7 感官评定标准 分值 外观 果香 口感 5 分 凝乳细腻,无乳清析出 浓 酸甜适中,口感嫩滑 4 分 凝乳细腻,少量乳清析出 较浓 稍甜或稍酸,口感嫩滑 3 分 较松散,少量乳清析出 一般 稍甜或稍酸,稍感粗糙 2 分 较松散,大量乳清析出 淡 偏甜或偏酸,较粗糙 1 分 松散,大量乳清析出 很淡 偏甜或偏酸,很粗糙 表 8 发酵豆乳正交试验感官评定结果 因素 试验 号 A.温度 B.接种量 C.果汁量 D.菌种配比 感官 评定 1 1 1 1 1 11 2 1 2 2 2 9 3 1 3 3 3 9.5 4 2 1 2 3 9 5 2 2 3 1 11 6 2 3 1 2 11.5 7 3 1 3 2 10 8 3 2 1 3 11 9 3 3 2 1 8 k1 29.5 30 33.5 30 k2 31.5 31 26 30.5 k3 29 29 30.5 29.5 K1 9.8 10 11.2 10 K2 10.5 10.3 8.7 10.2 K3 9.7 9.7 10.2 9.8 R 0.8 0.6 2.5 0.4 2.6 质量指标 色泽:淡黄色,带有木瓜汁的颜色; 组织状态:表面光滑、细腻,凝乳均匀,只有少 量乳清析出,硬度、粘性适中,无气泡和龟裂等; 滋味:有酸乳和豆乳香味并有水果清香,香味自 然、协调,无异味; 活菌数:3.0109 CFU/mL; pH 值:4.14(冷藏后 4.05) ; 酸度:73T(冷藏后 81T) 。 3 讨论 实验表明嗜酸乳杆菌能够在豆乳中良好生长。在 豆乳中,嗜酸乳杆菌在 39时产酸和生长速度最快, 43、41、37次之,在 35生长速度最慢。随着 接种量的增加,嗜酸乳杆菌的产酸速度加快,凝固时 间减少。但当接种量超过 8%时,产酸速度和凝固时 间没有明显变化。添加木瓜汁对嗜酸乳杆菌的生长有 明显促进作用,但在 10

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